【導(dǎo)讀】電壓，超大規(guī)模的電力系統(tǒng)。然而電力系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜，若出現(xiàn)故障造成的事故影。所以我們迫切需要研究電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性以求提前預(yù)防或及時(shí)解。應(yīng)用，以及利用動(dòng)態(tài)仿真工具Simulink進(jìn)行仿真的基本方法。平臺(tái)上，以單機(jī)—無窮大系統(tǒng)為建模對(duì)象，通過選擇模塊，參數(shù)設(shè)置，以及連線，將仿真波形經(jīng)過示波器清晰地。顯示在界面上以便比較和分析。

　　

【正文】 Distributed Parameters Line模塊參數(shù)設(shè)置 （ 11） 雙擊 ThreePhase Fault模塊 ， 彈出 圖 ， Parameters頁面根據(jù)短路相選擇 ， 有短路相同時(shí)選中 Ground Fault， 設(shè)置 Fault resistance Ron(ohms)為 ， 設(shè) 置 Ground resistance Rg(ohms)為 ， 設(shè)置好 Transition times(s)時(shí)間為 [2 ]。 圖 ThreePhase Fault 模塊 參數(shù)設(shè)置 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 24 （ 12） 雙擊 ThreePhase Breaker 模塊 ， 彈出 圖 所示的對(duì)話框 ，Parameters 頁面 Initial status of breakers 為 closed， 根據(jù)仿真選擇相應(yīng)的相同時(shí)設(shè)置好 Transition times(s)為 (1,) ， 需要用到外部控制信號(hào)選上External control of switching times 選項(xiàng)并設(shè)置好 Breaker resistance Ron(ohms)為 ， Snubbers resistance Rp(ohms)為 1e6 ， Snubbers capacitance Rp(Farad)為 inf。 圖 ThreePhase Breaker 模塊 參數(shù)設(shè)置 （ 13） 雙擊 ThreePhase Source 模塊 ， 彈出 圖 所示的對(duì)話框 ，Parameters 頁面設(shè)置 Phasetophase rms voltage(v)為 23e4， Phase angle of phase A(degree)為 0 ， Frequency(Hz)為 50， Internal connection 為 Yg， X/R ratio 為 10 。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 25 圖 ThreePhase Source 模塊 參數(shù)設(shè)置 （ 14） 雙擊 powergui 模塊，彈出 圖 所示的對(duì)話框， 將頻率改為 50hz 圖 powergui 模塊 圖示 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性仿真 模型參數(shù)設(shè)置好之后之后，調(diào)整好仿真時(shí)間以及仿真計(jì)算算法之后，點(diǎn)擊開始對(duì)電力系統(tǒng)的仿真，觀察示波器的波形，如圖 到圖 所示； 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 26 機(jī)端電壓（未加 pss） 功角（未加 pss） 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 27 轉(zhuǎn)速（未加 pss） 機(jī)端 電壓 加 pss） 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 28 功角（加 pss） 轉(zhuǎn)速（加 pss） 結(jié)論分析： 動(dòng)態(tài)仿真時(shí)選擇 ode23tb， 并采用略去直流分量和其 他復(fù)雜濾波分量的 Phasors 法 ， 可顯著地加快仿真速度。 當(dāng)電力系統(tǒng)無故障開始運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過一段時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，而加入 pss（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）后，系統(tǒng)機(jī)端電壓起伏較小，更快達(dá)到穩(wěn)定。功率因數(shù)角也更小。加入 pss（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）后，對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起到至關(guān)重要的作用。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 29 第 五 章 對(duì)仿真模型進(jìn)行故障擾動(dòng)分析 單相短路接地故障分析 A 相短路接地 A 相短路接地電壓 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 30 A相短路接地電壓 (t=) 結(jié)論分析： 短路設(shè)置為 A相 接地 短路故障， 故障發(fā)生時(shí)間為 2秒，故障修復(fù) 時(shí)間為 。由短路電壓圖可知，故障發(fā)生前，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，故障發(fā)生時(shí)，電壓急劇下降，并出現(xiàn)波動(dòng)，故障修復(fù)后，電壓開始升高，并逐漸震蕩至穩(wěn)定狀態(tài)。 當(dāng)故障發(fā)生時(shí)間為 ，系統(tǒng)震蕩加劇，很久才回歸穩(wěn)定狀態(tài) 短路故障的類型和發(fā)生及切除時(shí)間可由三相短路模塊 (ThreePhase Fault)進(jìn)行設(shè)置。 快速切除短路故障，除了能減輕電氣設(shè)備因短路流產(chǎn)生的熱效應(yīng)等不良影響外，對(duì)于提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，還有著決定性的意義。加快切除速度，可以減小切除角 c? .這樣既減小了加速面積，又增大了可能的減速面積，從而提高了暫態(tài)穩(wěn)定性。 由 圖 ， ，對(duì)于單相接地短路這樣故障形式， 然而對(duì) 而且對(duì)于修復(fù)時(shí)間來說，短路修復(fù)時(shí)間越長，電力系統(tǒng)會(huì)越不穩(wěn)定，甚至?xí)o法穩(wěn)定下來。 可見快速切除故障對(duì)于提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性 也 有著決定性的作用。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 31 , 單相斷路故障 A 相斷路 斷路 電 壓 圖 （自動(dòng)重合閘） 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 基于 SIMULINK的單機(jī)無窮大系統(tǒng)的穩(wěn)定性仿真 32 斷路 電壓圖 斷 路故障的類型和發(fā)生及切除時(shí)間可由三相斷路模塊 (ThreePhase breaker)進(jìn)行設(shè)置。動(dòng)態(tài)仿真 時(shí)選擇 ode23tb， 結(jié)論分析：設(shè)置為 A 相斷路， 斷 路時(shí)間為 秒，隨后迅速恢復(fù) ，由圖可知，在 秒電壓趨于無窮大，隨后 有較大幅度震蕩 恢復(fù)正常，同時(shí)下降過程伴隨 劇烈 震蕩。 ，系統(tǒng)脫離暫態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，隨時(shí)間增加相電流會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速增加，對(duì)于這樣非常嚴(yán)重的故障形式 , 采用 PSS 也可有效地增加系統(tǒng)的阻尼振蕩效果 , 使系統(tǒng)迅速地趨向穩(wěn)定。 同時(shí)采用自動(dòng)重合閘也是提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的一個(gè)有效經(jīng)濟(jì)地方法，本次穩(wěn)態(tài)故障仿真對(duì)自適應(yīng)單相重合閘的效果進(jìn)行仿真分析。由于高壓架空線路以發(fā)生瞬時(shí)性單相接地短路故障居多 (占線 路故障的 70%80%)，而一般重合閘的成功率可達(dá) 90%以上，因此單相重合閘的使用可以提高供電的可靠性和暫態(tài)穩(wěn)定性。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 結(jié)論 33 第 六 章 結(jié) 論 伴隨著 當(dāng)代 電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，復(fù)雜 龐大 的電力系統(tǒng)在安全和技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的要求 愈來愈 高，電力運(yùn)行可持續(xù)性 以及 穩(wěn)定性正在不斷被考驗(yàn)著，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)各種故障的分析和解決成為了本論文的研究課題，它具有很實(shí)用的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文通過對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 的研究以及 故障判斷分析， 首先對(duì)如何判定電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法做出了闡述，隨后 以 MATLAB 作 為電力系統(tǒng)仿真應(yīng)用平臺(tái)，基于 MATLAB 語言的電力系 統(tǒng)工具箱，非常方便地搭建了 各種 電力系統(tǒng)模型， 對(duì)這些模型進(jìn)行參數(shù)上的設(shè)置 ，最終建立了 單機(jī)無窮大的 系統(tǒng)仿真模型。對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中易出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行調(diào)試和分析，通過仿真 輸出的波形 驗(yàn)證了方法的正確和可行性，總之，利用 MATLAB 強(qiáng)大的計(jì)算功能和 可視化 技術(shù)，提高仿真計(jì)算的靈活性和效率， 為 分析電力系統(tǒng)提供了一種新的手段。 本次電力系統(tǒng)仿真主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）部署成本低，建模效率高，能有效地降低試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)，并且最大限度的保留了仿真的完整度，通過 算法 的 優(yōu)化 ，達(dá)到了很高的精度，并且為更加復(fù)雜的電力系統(tǒng)提供了研 究參考。 2）易用性強(qiáng)，界面友好，操作使用非常方便?？梢匀我庠黾酉嚓P(guān)模塊，交互式應(yīng)用最大限度的快速評(píng)估不同算法，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。 有待進(jìn)一步研究的工作： 1) 對(duì)故障信號(hào)的提取過程尚需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究。比如說故障測距方面，通過對(duì)故障的檢測，運(yùn)用各種不同的方法測量出故障發(fā)生的具體位置和時(shí)間，以此加深對(duì)電力系統(tǒng)應(yīng)用理解。 2) 由于配電電網(wǎng)一般是高壓電，仿真用到的模型能否優(yōu)化使其達(dá)到更接近現(xiàn)實(shí)情況的匹配，近代直流高壓電 HDVC系統(tǒng)的模型對(duì)仿真的驗(yàn)證有待研究。 金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 34 參考文獻(xiàn) [1]李光琦 . 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（第三版） [M].北京：中國電力出版社 ,2021 [2]夏道止 . 電力系統(tǒng)分析 (第 2 版 )[M]. 北京：中國電力出版社 ,2021 [3]吳天明 . 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